Este sistema de medición permite obtener la temperatura de un individuo a distancia y de una manera rápida y fiable a partir de sensores IR (uno que determina la distancia máxima a la que se puede medir y otro de temperatura que nos proporciona el resultado).

Se añade un led RGB que indica el estado en el que se encuentra el dispositivo (buscando dispositivo, midiendo distancia, mostrando resultado o apagado) y un dispositivo móvil que se conectará al termómetro y mostrará las distintas distancias y los resultados de temperatura, así como si el dispositivo esta conectado o desconectado.

Las pruebas han demostrado que el sistema es funcional; sin embargo, las medidas de temperatura siguen siendo algo desviadas y se necesita de un estudio más profundo para definir una mejor fórmula de medición. Esto último se detallara posteriormente.

Este proyecto, viene motivado por la idea de obtener conocimientos de arduino y sensores durante el estudio de la asignatura Sistemas Digitales y el Microcredencial de Prototipado Electrónico.

Además se planteo como objetivo comprender la generación de un canal bluetooth de bajo consumo (o Low Emissions) para comunicar un microcontrolador ESP 32 con un dispositivo móvil en este caso. Se decidió centrarse en un termómetro puesto que es algo sencillo que hemos podido llegar a usar o ver, pero que no sabemos cómo de complicado puede llegar a ser.

La idea de usar bluetooth en vez de una pantalla viene dada porque con este proyecto se intenta no solo generar un termómetro a distancia común sino añadirle la idea de hacerlo lo más compacto posible, y a su vez servir como prototipo para mejoras futuras que se desarrollaran en el apartado Mejoras.

Aunque no era su objetivo principal, también ha derivado en el aprendizaje de creación de aplicaciones móviles sencillas con el programa MIT App Inventor, que es un software gratuito e intuitivo de programación por bloques.

Se consultaron varias fuentes para la implementación, diseño y corrección de errores de este proyecto, tales como la sección de ayuda oficial de Arduino y MIT App Inventor, distintas Inteligencias Artificiales como GPT o Copilot, hojas de características de los distintos componentes, repositorios GitHub de las distintas librerías implementadas y repositorios con distintos ejemplos de aplicaciones web para el diseño de bloques de la Apk.

Fuentes consultadas:

• Documentación oficial de Arduino y MIT App Inventor.
• Herramientas de IA, GPT para diseño, creación de comentarios y corrección de errores y Copilot para generación de imágenes.
• Librerías para el sensor de distancia, para el sensor de temperatura y para Bluetooth de Bajas Emisiones(versión 1.4.2).
• Librería para gestión de placas, se ha usado la versión 1.8.6 de Arduino AVR Boards, gestor oficial de Arduino. Además se ha usado otro gestor de placas adicional de espressif.
• Web con repositorio de aplicaciones de MIT App Inventor.

Primero, reunimos los materiales y montamos el circuito según el esquema detallado en “Galería” . Luego, se desarrolla el código encontrado en el repositorio GitHub en el que se detalla una máquina de estados para la gestión de los distintos modos de funcionamiento dentro del dispositivo, desde la medición de distancia y temperatura, como la conectividad BLE, modos de espera para nuevas mediciones o un modo reposo en el que se consuma la menor cantidad de energía. En caso de usar el código detallado, se deberá de conectar el ESP32 a una plataforma como Arduino IDE en la que se pueda compilar y subir el código a nuestro circuito. Finalmente se ha optado por alimentar el dispositivo mediante un componente externo que se conecte directamente vía USB, ya sea el propio dispositivo móvil o una batería portátil.

Enlace al código completo en GitHub

Materiales:

• ESP32
• Sensor de temperatura: MLX90614ESF-BAA-000-TU.
• Sensor de velocidad:  Pololu VL53L0X.
• Pulsador – Botón
• Led RGB de Ánodo Común
• Resistencias de 1kΩ (3)
• Resistencias de 10kΩ (3)

Software:

• Arduino IDE
• MIT App Inventor

Para más información respecto a técnicas usadas, se pueden encontrar en el documento en .pdf en la zona de descargas del proyecto.

El coste total del proyecto se estima en (20,35 €), se debe decir que es una estimación debido a que todos los materiales han sido reutilizados o entregados por el profesor supervisor.

• ESP32 – 7€
• VL53L0X – 5€
• MLX90614-BAA – 5€
• Led RGB – 0,25€
• Resistencias y cables – 0,10€
• PCB sin serigrafía – 3€

El tiempo que se ha empleado en este proyecto, se prevé en 20-30 horas aproximadamente, incluyendo investigación, diseño, programación, montaje, pruebas y documentación.

Este proyecto ha permitido comprender y aplicar diversos conceptos de Arduino, como la conexión de sensores y actuadores, control de canales I2C, conexión BLE y manejo de led RGB entre otros. Se ha logrado diseñar exitosamente el funcionamiento de un termómetro aunque queda como posibles mejoras futuras el diseño y estudio de una fórmula de medición más precisa y con menos errores, así como la sustitución del sensor de temperatura por uno con apertura focal (FOV) menor para conseguir mediciones más precisas y a una mayor distancia, incluso se podría estudiar si con un mejor sensor de temperatura es necesario el calculo de distancia debido a que un termómetro se utiliza a distancias cortas.

Alejandro Escalante Clemente

Forma de contacto: LinkedIn o correo electrónico aescalanteclemente@gmail.com